纳米Al掺杂对烧结Nd-Fe-B结构与性能的影响

采用晶间掺杂方法将不同含量的纳米Al加入钕铁硼细粉中,制备出不同纳米Al掺杂量的烧结钕铁硼磁体。系统研究了纳米Al的掺杂对烧结钕铁硼磁体微观结构、磁性能和温度稳定性的影响。结果表明:纳米Al的掺杂可以明显提高磁体的矫顽力,其矫顽力由未掺杂纳米Al时的8.91 kOe提高到掺杂0.8%纳米Al时的12.34 kOe,但纳米Al的掺杂也会导致磁体的剩磁和磁能积的降低。纳米Al的掺杂能够改善磁体的温度稳定性。由于纳米Al的熔点低,通过掺杂纳米Al既有助于烧结磁体的液相烧结促进其致密化,又能减少块状富稀土相,增加薄片状富稀土相,起到去磁耦合作用,对于烧结磁体的磁硬化具有重要作用。

Parylene镀层对烧结Nd-Fe-B磁体稳定性的影响

采用化学气相沉积法(CVDP)在Nd-Fe-B磁体和电镀Cu层的Nd-Fe-B磁体表面包覆派瑞林(Parylene)镀层,分析Parylene镀层和Parylene+电镀Cu复合镀层对磁体化学稳定性和温度稳定性的影响。Parylene分子沉积到磁体表面形成一层致密的镀层,镀层表面形成大小不同的颗粒,造成磁体表面粗糙度变大。Parylene镀层与Nd-Fe-B基体结合紧密,未出现缝隙和镀层脱落现象,镀层厚度随Parylene粉末质量增加逐渐增大。Parylene镀层一方面可以有效改善Nd-Fe-B磁体的化学稳定性,提高磁体中性盐雾耐腐蚀性能;另一方面对磁体有很好的抗热氧化保护作用,有利于提高磁体的温度稳定性,降低高温磁通不可逆损失(h_(irr))。Cu镀层的存在不利于Parylene镀层改善磁体化学稳定性和温度稳定性,这是由于电镀Cu层与Nd-Fe-B磁体基体和Parylene镀层结合不紧密,界面存在缝隙与裂痕。

无重稀土烧结Nd-Fe-B磁体的显微结构和磁性能研究

对Ga、Al、Cu和Zr共同掺杂的烧结Nd-Fe-B磁体磁性能和显微结构进行研究,并通过回火工艺对磁体的矫顽力进行调控。结果表明:当一级回火为900℃×150 min,且二级回火为500℃×180 min时,磁体矫顽力H_(cj)从烧结态的14.33 kOe大幅提高到二级回火态的19.86 kOe,提高了38.6%;方形度H_(k)/H_(cj)由0.86增加到0.97;剩磁B_(r)仅从烧结态13.51 kGs略微下降到二级回火态的13.46 kGs;富稀土相分布更加连续和明显。研究分析表明,矫顽力大幅增加主要是由于含有少量的富Nd相和贫B相的烧结Nd-Fe-B磁体中Ga的掺杂改变了晶界相湿润性,降低了富稀土相中Fe元素的含量。本研究为无重稀土高矫顽力和高剩磁烧结Nd-Fe-B磁体步入产业化夯实了理论基础。

烧结Nd-Fe-B磁体表面渗镀Dy2O3对磁体显微组织和磁性能的影响

研究了烧结Nd-Fe-B磁体表面渗镀Dy2O3对磁体组织结构与磁性能的影响。表面渗镀Dy2O3后,N40的矫顽力由1017 kA.m-1提高到1146 kA.m-1,38H的矫顽力由1575 kA.m-1提高到1753 kA.m-1,而通过传统合金化添加同量Dy,N40和38H的矫顽力分别为1061和1634 kA.m-1。磁体表面渗镀Dy2O3后热稳定性也大大改善。组织分析表明,元素Dy从表面扩散并渗入磁体的内部约20μm厚,Nd2Fe14B晶粒表层附近Dy含量比晶界中高,说明Dy2O3中的Dy通过扩散与富Nd相及Nd2Fe14B晶粒表面层的部分Nd发生置换反应,增强了Nd2Fe14B晶粒表面层的磁晶各向异性。在此基础上,提出了高矫顽力高热稳定性渗Dy的烧结Nd-Fe-B磁体中Dy分布的理想模型。

高Dy含量烧结Nd-Fe-B的晶界扩散处理研究

研究了晶界扩散处理对高Dy含量烧结Nd-Fe-B磁体性能和结构的影响。经蒸镀渗Dy晶界扩散处理,高Dy含量Nd-Fe-B磁体的矫顽力从1 713 kA/m提高至2 161 kA/m,而剩磁和最大磁能积基本没有下降,处理后磁体内Dy平均质量分数仅增加0.30%。不同深度片层分析表明,虽然磁体近表面片层比中心片层的Dy含量高,但是片层间矫顽力相差较少,而且所有片层的矫顽力均远高于未处理磁体片层的矫顽力。电子探针Dy元素面分布结果显示,在未处理高Dy含量磁体的晶界与主相中均存在Dy元素富集区且富集浓度较低,而经扩散处理后,晶界富Nd相中的Dy富集区浓度及所占比例明显提高;包括磁体芯部在内,磁体内大部分角隅处富Nd相内Dy含量明显增加,进一步提高了高Dy含量磁体内部各处的矫顽力。

微量添加晶界合金对烧结Nd-Fe-B力学性能及微观结构的影响

采用双合金法制备系列烧结Nd Fe B磁体 (保持其主合金成分不变 :Nd1 4.1 Dy0 .5Fe79.0 B6 .4 (原子分数 ) ,所添加的晶界合金中的B含量从0 .95 % (原子分数 )逐步增加到 6.95 % (原子分数 ) ) ,研究了微量添加晶界合金对烧结Nd Fe B力学性能及微观结构的影响。研究结果表明 :微量添加晶界合金所制备的磁体 ,其抗弯强度值普遍高于单合金法制得的磁体 ;前者的抗弯强度最高可达 3 97MPa ,高于铸造 热压磁体的抗弯值 ,而后者的抗弯强度仅为 3 0 9MPa。由相结构分析可知 ,当添加的晶界合金中的B含量为 0 .95 (原子分数 ) ,主相晶格的四方度减小 ,这时磁体具有最高的抗弯强度。另外 ,微量添加晶界合金 ,可使磁体中晶界相的分布更加均匀 ,从而基本上消除了主相晶粒直接接触的现象 ,使晶粒的不规则长大得到抑制。这也是微量添加晶界合金后磁体具有较高抗弯强度的原因之一。对磁性能的研究结果表明 ,微量添加晶界合金几乎不影响烧结Nd Fe

晶间合金化Ga元素对烧结Nd-Fe-B磁性能与显微组织的影响

用晶间合金化方式直接在(NdPr)29.6(FeCuZr)69.2B1.0粉中加入0.3%Ga(质量分数,以下同),磁体的内禀矫顽力从943.5kA/m提高到1181.0kA/m。分别用晶间合金化方式和传统合金化方式在(Nd-PrDy)30.0(FeCuZr)69.0B1.0中加入0.2%Ga,前者的内禀矫顽力达到1224.0kA/m,远高于后者的971.5kA/m。显微组织结构分析表明:用晶间合金化方式加Ga后改善了边界结构,没加Ga时晶粒边界不平直,晶界处缺陷较多;加Ga后晶界平直光滑,Ga主要分布在晶界,而晶内Ga含量极低。

添加Gd或Ho对烧结Nd-Fe-B磁体结构与性能的影响

添加不同数量的Gd或Ho,制备了(33-x)(Pr-Nd)-xGd-0.2Cu-0.75Al-1.10B-64.95Fe和(33-x)(Pr-Nd)-xHo-0.2Cu-0.75Al-1.10B-64.95Fe(x是质量分数,x=0,1,3,5)烧结磁体,分析了添加Gd或Ho对材料磁性能、温度稳定性及显微组织的影响。结果表明,添加一定量的Gd或Ho,能显著改善材料的温度稳定性;较大幅度提高其内禀矫顽力,但使剩磁略有下降,J-H退磁曲线方形度有了明显的提高;在一定程度上细化了磁体晶粒,使富稀土相分布均匀,减少了孔洞等缺陷,使磁体更加致密。能谱分析表明,Gd或Ho进入Nd2Fe14B主相,对提高磁体的温度稳定性有利,而温度稳定性提高的主要原因是矫顽力的提高。

烧结Nd-Fe-B系永磁材料的稳定性研究现状

材料性能的稳定性是材料使用过程中的一个重要质量指标,对于功能材料更是如此。作为一种广泛应用的功能材料,烧结Nd-Fe-B系永磁材料的稳定性就更加值得我们去研究和探讨。对该类材料的温度稳定性和化学稳定性进行了详细的阐述。

速凝铸造工艺制造高性能烧结Nd-Fe-B磁体

研究了用速凝铸造工艺制造高性能烧结Nd Fe B磁体·同传统的铸锭工艺相比,速凝铸造工艺细化柱状晶,阻止α Fe枝晶相的产生,改善了铸态合金的微观结构·柱状晶宽度基本在5～25μm之间,尺寸较均匀;在制粉过程中容易得到粒度分布较好的磁粉;富Nd相分布较好,所以在较低烧结温度下可得到较高密度的磁体;由于具有细小均匀的微结构,利用速凝铸带工艺烧结出的磁体具有更高的Br,Hci和(BH)max·

优化边界结构改善烧结Nd-Fe-B永磁材料的力学性能

在富稀土辅合金中添加Co,Nb,Ti,Ga,Al等元素,用双合金工艺制备一系列不同辅合金含量的烧结Nd-Fe-B磁体,对力学性能进行系统研究。结果表明,在主合金(NdDyTb)12.69(FeCoNb)84.01B6.00的基础上添加3.0wt%的(NdDyTb)25(FeCoNbTiGaAl)68B7富稀土辅合金,其抗弯强度从316MPa提高到344MPa,抗弯强度的改善来自于边界结构的改善以及一些新相的生成。当辅合金含量达到8wt%,合金的强度又下降为321MPa。还研究了热处理工艺对Nd-Fe-B永磁材料力学性能的影响,含3.0wt%辅合金的磁体抗弯强度由烧结态的291MPa提高到最佳回火态的344MPa,又下降为非最佳回火态的304MPa。

混合合金法添加元素(合金)对烧结Nd-Fe-B磁体耐氢性能的影响

在Nd14.35Fe78.47 Nb0.5B6.68母合金粉中添加Cu、Co粉和Dy(Ga,Al)合金后,TPA分析显示,磁体开始吸氢的温度明显升高.磁体耐氢性能的提高在于形成了Nd(Fe,Cu)、Nd(Fe,Co)和Nd6(Fe,Co,Cu)13Ga形式的晶界相.在新的晶界相中,Nd含量降低到30%～50%左右,Nd含量的降低导致了晶界相吸氢活性变小,从而提高了磁体的耐氢性能.

具有高综合永磁性能的烧结Nd-Fe-B磁体

通过在气流磨制粉过程中添加少量有机防氧化剂等措施 ,实现了在通常的烧结Nd -Fe -B生产条件下 ,批量制作具有高综合永磁性能的烧结Nd -Fe -B磁体 ,其磁性能为 :Br=1.364T ,HcB =1035kA/m ,Hci=1177kA/m ,Hk =1133kA/m ,Hk/Hci=0.963 ,(BH)max=353.88kJ/m3。SEM组织观察表明 ,由于磁体的氧含量较低 ,在烧结过程中富Nd相有较好的流动性 ,能较均匀地呈薄层状分布在主相晶粒周围 ,因而磁体在稀土总量较低的情况下仍具有较高的矫顽力。

合金元素对烧结Nd-Fe-B磁体磁性能的影响

简述了两类合金元素 (代换元素 :Co ,Dy或Tb与掺杂元素 :M 1(低熔点元素 ) :Cu ,Al,Ga ,Sn ,Ge ,Zn等与M2 (高熔点元素 ) :Nb ,Mo ,W ,Zr,Ti,V ,Cr等 )的添加对烧结Nd -Fe -B永磁合金的显微结构和磁性能的影响。综述了两种合金化方式 (传统合金化方式 :在熔炼前加入合金元素 ;晶间合金化方式 :在球磨或气流磨前加入合金元素 )对烧结Nd- Fe- B磁体显微结构和磁性能的不同影响 ;最后指出晶间合金化复合添加方式是一种很有前景的生产高性能Nd -Fe- B磁体的方法。

铸锭组织的不均匀性对烧结Nd-Fe-B磁体的制粉工艺及磁性能的影响

研究了NdFeB铸锭中显微组织的分布情况,观察到铸锭中Nd2Fe14B相、富Nd相以及αFe等显微组织的不均匀分布所造成的铸锭的不同部位的脆性不一样,使得在随后的气流磨制粉过程中磁粉不能以均匀的成分制出,导致烧结NdFeB磁体磁性能的严重不一致。

添加Ho对烧结Nd-Fe-B永磁材料磁性能与温度稳定性的影响

用常规工艺制备烧结（Pr-Nd）33．0-xHOxFebalCu0.20Al0.75B1.15（x=0，1，3，5）永磁材料。研究了Ho元素添加对材料磁性能和温度稳定性的影响。适量添加Ho有利于抑制合金铸锭中α-Fe的形成；制作的烧结磁体，其主相晶粒一定程度上细化、尺寸分布比较均匀；内禀矫顽力明显提高，剩磁有所下降；同时较大幅度地减小烧结磁体的开路磁通不可逆损失。添加1～3％左右Ho制作的烧结Nd-Fe-B磁体，具有良好的综合性能。

添加Dy_2O_3对烧结Nd-Fe-B磁体结构与性能的影响

应用常规粉末冶金工艺制备(Pr-Nd)32Gd0.6FebalNb0.55Cu0.20Al0.45B1.12+x%Dy2O3烧结磁体,分析了添加Dy2O3对其磁性能、抗弯强度、显微组织以及取向度的影响。结果表明,适量添加Dy2O3,使内禀矫顽力显著提高,同时剩磁出现一定程度的下降。Dy2O3添加数量大于1.2%之后,磁体取向度明显提高,而其显微组织中则存在比较多的孔隙,抗弯强度开始大幅度降低。

烧结Nd-Fe-B磁体在电机应用中的力学分析

研究了烧结Nd-Fe-B磁体沿平行和垂直取向方向的抗弯强度、断裂韧度以及微观结构,发现其力学性能沿不同取向方向存在较大差异。探讨了烧结Nd-Fe-B磁体力学各向异性的起因,分析表明:烧结Nd-Fe-B磁体力学各向异性来源于结晶过程中晶粒生长的各向异性,从而产生了富Nd相相对于主相的择优分布。由于磁粉因磁场取向使这种择优分布得以保留,进而产生了烧结Nd-Fe-B磁体力学强度各向异性。

低成本与高性能烧结Nd-Fe-B磁体工业生产技术

国内一些小型烧结Nd-Fe-B磁体生产企业,其设备配置比较简单,生产过程控制比较粗放。针对这样的情况,通过适当改进铸锭技术与烧结技术,优化合金成分设计,复合添加Nb、Cu、Al元素,不使用或者使用少量Dy添加元素,实现了N38、N42、N45、N42H等中、高性能档次烧结Nd-Fe-B磁体的工业生产。生产效率高,产品制造成本显著降低。

回火处理对烧结Nd-Fe-B磁体结构与磁性能的影响

应用常规粉末冶金工艺制备(Pr-Nd)32Dy0.60FebalNb0.75Cu0.20Al0.55B1.15烧结磁体,分析了回火处理对磁体显微组织、取向度、磁性能的影响。结果表明,回火处理之后,显微组织中富Nd相分布较为均匀,不存在薄层状富Nd相的晶粒边界数量减少,同时富B相数量增加,磁体取向度稍有提高,磁体内禀矫顽力显著上升,而其剩磁则表现出比较明显的下降。显微组织中形成较多数量富B相是烧结状态磁体回火处理之后剩磁降低的主要原因。